| 研究課題/領域番号 |
20K04929
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 阿南工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
川畑 成之 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (70390507)
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| 研究分担者 |
槙原 幹十朗 東北大学, 工学研究科, 教授 (60392817)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | テンセグリティ構造 / スマート構造 / 磁歪素子 / 形状制御 / モジュール型構造物 / 超磁歪素子 / 精密形状制御 / モジュール型構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本事業はテンセグリティ構造に超磁歪素子を用いた張力制御ユニットを搭載したスマートテンセグリティ構造を開発し，数値シミュレーションと実験の両面からその有効性を実証して，次世代宇宙構造物技術の実現に資する成果を示すことを目的とする．
その目的を達成するために次の3つの課題に取り組むこととする．①超磁歪素子を用いたテンセグリティ構造張力制御ユニットの開発，②開発したユニットを組み込んだスマートテンセグリティ構造の開発，③スマート構造の精密形状制御システムの最適化と実験的検証．
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| 研究成果の概要 |
本課題では高精度形状制御システムを備えたモジュール型構造物を実現するために，テンセグリティ構造の活用を提案する．本構造様式はトラス構造などと比較して優れた点も多いが，設計製作方法が困難であることに起因して実用化はあまり進んでいない．
研究期間を通し，テンセグリティ構造に磁歪素子を用いたアクチュエータを組み込むことで簡単な構成で精密な形状制御を可能とするシステムを構築し，モジュール型構造の単位構造としての有効性を数値シミュレーションと実験の両面から検証する．検証した結果より，開発したシステムによって大変形制御と精密制御を同時に行うスマート構造を実現した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の遂行によって，日本航空宇宙学会によって公表されている「宇宙ビジョン2050」のうち，「宇宙建築ロードマップ」に示された大規模宇宙構造物の実現に向けた基礎的な技術の実証を行うことができた．大規模宇宙構造物の実現には様々な要素技術が必要となるが，本課題では特にモジュール型構造のユニット構造に着目し，形状制御機能を備えたユニット構造の開発に取り組んだ．開発した構造物は軽量かつコンパクトに収納可能な構造であり，宇宙構造として適している．今後は開発したユニット構造を組合せた大規模構造物の形状制御性能について検証を進める予定としている．
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